论挥发性有机物的危害和控制

李磊 杜超庆 胡发明

中通客车控股股份有限公司 山东聊城 252000

世界卫生组织将VOCs定义为：沸点在50℃到250℃的化合物，室温下饱和蒸汽压超过133．3Pa，在常温下以蒸汽形式存在于空气中的一类有机物质。常见的污染物质例如二氧化硫、二氧化氮等等，属于一次污染物质，而VOCs 等臭氧挥发性有机物质属于二次污染，会对空气造成非常严重的危害。

1 挥发性有机物的成因与危害

挥发性有机物与氮氧化物等在紫外光的照射下发生一系列的光化学反应，产生臭氧和二次气溶胶等污染物，引起臭氧和气溶胶增加。这些二次气溶胶和硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑炭和有机化合物等共同组成了PM2．5。也就是说挥发性有机物一方面会导致细粒子的产生，形成PM2．5；另一方面挥发性有机物也会导致近地面臭氧浓度增高[1]。

低浓度臭氧有杀菌消毒的作用，但超标臭氧是无形杀手。超标臭氧对人体的呼吸道有着严重的刺激作用，会引起咳嗽、胸闷、喉咙肿痛等不适症状，增加肺气肿和支气管炎发病率；它会引起神经中毒，造成头疼、头疼、视力下降或记忆力衰退；会破坏人体皮肤中的维生素E，使皮肤起皱、出现黑斑，加速皮肤老化和损伤；同时还会使人体的免疫机能下降，增加淋巴细胞染色体病变率，加速衰老过程。

二次气溶胶和硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑炭和有机化合物等共同组成了PM2．5，PM2．5 为霾的形成提供了晶核，成为霾形成的最大贡献者。霾是指空气中的大量极细微的尘粒子均匀地悬浮在空中，使空气浑浊，能见度降低并导致水平能见度小于10 千米的自然天气现象。霾污染主要源于人为污染，罪魁祸首就是PM2．5。

2 挥发性有机物的治理

2.1 热破坏技术

作为一类在治理大气中挥发性有机物工作中应用较为广泛的技术，热破坏技术的工作原理就是对挥发性有机物进行催化燃烧和直接燃烧，促使氧气和大气中的挥发性有机物发生化学反应，破坏挥发性有机物的有机性并将其分解，从而大大降低挥发性有机物在大气中的浓度，将其危害降到最低。在那些挥发性有机物浓度不高的地区应用这一技术往往能取得良好的治理效果，对挥发性有机物进行直接燃烧效果较好，绝大部分的挥发性有机物都能够被分解处理。催化燃烧相对来说成本更高，当然治理效果也更好，并且也更具稳定性。蓄热燃烧法（RTO）是利用辅助燃料燃烧产生的热能、废气本身的燃烧热能，或者利用蓄热装置所贮存的反应热能，将废气加热到燃烧温度，进行氧化（燃烧）反应，废气中的有害组分通过充分燃烧，氧化分解成为二氧化碳和水，从而实现污染物的去除。蓄热燃烧工艺适用于处理连续、稳定生产工艺产生的有机废气。蓄热燃烧工艺通常使用气体或液体燃料进行辅助燃烧加热，在蓄热燃烧系统使用合适的蓄热材料和工艺，以便系统达到处理废气所必需的反应温度、停留时间、湍流混合度的三个条件。该技术的特点是系统运行能够适合多种难处理的有机废气的净化处理要求，处理效率高，工艺技术可靠，没有二次污染，管理方便[2]。

2.2 光分解技术

这一治理技术的原理就是借助于光来直接照射大气中的挥发性有机物，从而将其快速分解，将其分解成各类无毒的物质，如二氧化碳和水等，光分解技术具有一定的优势，在光的作用下其能够将大气中的挥发性有机物彻底分解，并且分解产物是无毒的，具有很好的处理挥发性有机物的效率，因此，在以后的治理大气中挥发性有机物的工作中，一个理想的状态就更加广泛的应用光分解这一治理技术来处理挥发性有机物。

2.3 吸附法控制

吸附法是目前最广泛使用的VOCs 回收法。它属于干法工艺，是通过具有较大比表面积的吸附剂对废气中所含的VOCs 进行吸附，将净化后的气体排入大气。吸附法主要用于低浓度，高通量的VOCs 处理。如图4 所示，含挥发性有机物（VOCs）的气态混合物与多孔固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子吸收力或化学键力，把混合气体中挥发性有机物（VOCs）组分吸附在固体表面，从而达到挥发性有机物（VOCs）与废气分离的目的。由于全过程的复杂性，费用也相对较高。吸附操作石油化工、有机化工等生产部门已广泛应用，成为一种重要的操作单元，这种处理方法工艺上也存在诸多的落后，随着技术的发展，会有更先进的处理方式出现。

2.4 生物处理技术

作为一类新型的大气中挥发性有机物的治理技术，在治理过程中引入生物技术是近几年才兴起的，在绝大部分的有机物中，微生物都是具有非常强的生存能力和适应性的，它们还能够将有机物沉底的降解转化，与传统的各类治理挥发性有机物的技术相比，生物处理技术的成本更低，其处理效果也更好，并且处理完成后不会产生二次污染，当然，目前生物处理技术发展的还并不成熟，在实际的工作中也还没有得到广泛应用，这一技术是该领域的研究人员未来应重点研究关注的方向之一[3]。

3 结语

综上所述，VOCs 的治理是工业生产过程当中不可忽视的重要问题，在下一个阶段，只有对各行业的VOCs 排放进行综合分析，摸清底细，才能够制定可行性政策。从本文的分析可知，研究VOCs 污染与控制，有利于我们从问题的角度看待目前治理VOCs 过程当中存在的不足，因而我们要加强系统性分析，探讨有效政策方法以及技术方法，从而提高VOCs 治理的全面性与科学性。

VOCs 的治理问题是摆在我们从事相关行业人的面前一个共有的问题，怎样进行这一方面的综合治理，是一个长久的课题。对于VOCs 的治理，我们要采取综合治理、分别控制、层层落实、关头核验，只有这样，才能够将VOCs 排放控制达到一个有效的控制。